|
початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2074472
ПРИСТРІЙ ДЛЯ захист споживачів від перенапруження
У МЕРЕЖАХ змінного СТРУМУ
Ім'я заявника: Кресяк Віталій Миколайович
Ім'я винахідника: Кресяк Віталій Миколайович
Ім'я патентовласника: Кресяк Віталій Миколайович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1995.07.20
Використання: в електротехніці, зокрема в електричних мережах змінного струму, в яких можуть виникати перенапруги при нормальному режимі роботи системи електропостачання або в результаті аварії.
Суть винаходу: пристрій містить пороговий елемент і підключений до нього виконавчий орган, який є одночасно захисним пристроєм. Виконавчий орган складається з діодного моста з силовим тиристором, в ланцюг управління якого включений польовий транзистор. Сток польового транзистора з'єднаний з анодом тиристора, витік - з керуючим електродом, а затвор - через дільник напруги на резисторах і випрямителю напруги, який складається з діода з накопичувальним конденсатором і пороговим елементом, включеними паралельно між затвором транзистора і анодом тиристора. У пристрої досягається підвищена надійність і перевантажувальна здатність по напрузі, мінімальні втрати потужності на споживача, захист від перенапруги при первісному включенні.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до електричних мереж змінного струму, в яких можуть виникати перенапруги при нормальному режимі роботи системи електропостачання або в результаті аварії, і використовується для захисту споживача від перенапруг.
Відомі пристрої захисту споживача від перенапруг, що містять пороговий елемент і підключені до нього виконавчий орган, виконаний на двох зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорах, які шунтируют споживача в разі перенапруги, а в мережі живлення настає режим короткого замикання, в результаті чого спрацьовують апарати захисту від короткого замикання (авт. св. СРСР N 630695).
Для відновлення працездатності пристрою необхідно замінювати запобіжники або включати автомат захисту. В результаті цього відбувається значна втрата інформації.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається ефекту до пропонованого пристрою є пристрій для захисту електроспоживачів від перенапруг, що містить пороговий елемент і підключений до нього виконавчий орган, виконаний з двох зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів, що має трансформатор, що погоджують тиристори і захисні зустрічно-паралельно з'єднані тиристори , включені послідовно зі споживачем електроенергії.
При зростанні напруги в мережі живлення до граничної величини з виходу порогового елемента видається сигнал на керуючі електроди тиристорів, які відмикаються і шунтируют вторинну обмотку трансформатора. При цьому зменшується напруга, що надходить на керуючі електроди узгоджувальних тиристорів, які замикаються, а, отже, замикаються і захисні тиристори, а напруга в мережі живлення споживача знижується до нуля. Після зниження напруги живлення працездатність споживача автоматично відновлюється.
Недоліки такого пристрою наявність трансформатора, що працює при спрацьовуванні захисту в режимі максимального навантаження, що знижує надійність і обмежує можливість роботи пристрою при багаторазовому перевищенні напруги мережі живлення. Харчування ланцюгів управління захисних тиристорів зниженою напругою мережі від трансформатора знижує швидкість наростання струму на керуючих електродах, що призводить до деякої затримки включення тиристорів в кожному напівперіод напруги мережі, а це призводить до втрати потужності на споживача. При першому підключенні до мережі з підвищеною напругою до споживача надходить як мінімум один напівперіод підвищеної напруги мережі, т. К. Пороговий елемент спрацьовує при досягненні заданої величини напруги, в той час як захисні тиристори вже відкриті керуючим струмом, і це може привести до виходу з ладу споживача при значних перевантаженнях мережі.
Технічне завдання винаходу є підвищення надійності, перевантажувальної здатності по напрузі, зниження втрат потужності на споживача і захист його при першому підключенні до мережі з підвищеною напругою.
Завдання вирішується тим, що в пристрої для захисту споживача від перенапруг в мережах змінного струму, що містить пороговий елемент і підключений до нього виконавчий орган, новим є те, що виконавчий орган служить одночасно захисним пристроєм і складається з діодного моста з силовим тиристором, в ланцюг управління якого включений польовий транзистор, стік якого з'єднаний з анодом тиристора, а витік з керуючим електродом, а затвор через дільник напруги на резисторах підключений до випрямляча напруги на діоді, при цьому граничний елемент і накопичувальний конденсатор включені паралельно між затвором транзистора і катодом тиристора.
Досягається підвищена надійність і перевантажувальна здатність по напрузі через відсутність трансформатора, що працює в режимі максимального навантаження при підвищеній напрузі мережі, мінімальні втрати потужності на споживача за рахунок високої швидкості наростання струму управління силового тиристора шляхом додатка повного випрямленої напруги мережі між його катодом і анодом. Захист від перенапруги при першому підключенні до мережі з підвищеною напругою здійснюється за рахунок перевищення часу заряду накопичувального конденсатора над часом відкриття тиристора на кожному напівперіод мережевої напруги.
На кресленні представлена електрична схема пропонованого пристрою.
 |
Пристрій для захисту споживача від перенапруг в мережах змінного струму містить споживач електроенергії 1, виконавчий орган, який є одночасно захисним пристроєм, що складається з діодного моста з діодами 2, 3, 4, 5 і силовим тіріpістоpом 6, в ланцюг управління якого включений потужний високовольтний польовий транзистор 7, стік якого з'єднаний з анодом тиристора, а витік з керуючим електродом. Затвор цього транзистора через дільник напруги на резисторах 8 і 9 підключений до випрямляча напруги на діоді 10. Накопичувальний конденсатор 11 і пороговий елемент 12 включені паралельно між затвором транзистора 7 і катодом тиристора 6. |
Пристрій працює наступним чином: при напрузі мережі, меншому граничної величини, силовий тиристор 6 відкритий протягом кожного напівперіоду за рахунок струму управління, що протікає через постійно відкритий польовий транзистор 7 і керуючий електрод, при виникненні випрямленої доданими мостом 2, 3, 4, 5 позитивного напруги мережі, прикладеного між катодом і анодом тиристора, і споживач 1 підключений до мережі живлення, так як позитивний напівперіод проходить через діод 2, тиристор 6 і діод 5, а негативний через діод 4, тиристор 6 і діод 3. При цьому швидкість наростання струму управління максимальна, так як до відкриття тиристора 6 між анодом і катодом спочатку кожного напівперіоду докладено повне напруга мережі, а опору катод-керуючий електрод тиристора 6 і переходу стік-витік польового транзистора 7 у відкритому стані малі, що призводить до мінімуму временя включення тиристора в початку кожного напівперіоду мережі, а отже, до мінімальних втрат потужності на споживача, близьким до теоретично можливим. При відкритті тиристора 6 ток управління падає практично до нуля, так як напруга між катодом і анодом дуже мало. Польовий транзистор 7 постійно відкритий позитивним напругою на накопичувальному конденсаторі 11, зарядженому через дільник напруги на резисторах 8 і 9 частиною випрямленої діодом 10 напруги мережі. При зростанні напруги мережі вище граничного пороговий елемент 12 розряджає накопичувальний конденсатор 11 до нуля, що призводить до закриття транзистора 7 і силового тиристора 6, і споживач 1 відключається від мережі живлення, при цьому максимальне напруження може багаторазово перевищувати номінальну напругу мережі і обмежена напругою пробою силового тиристора 6, польового транзистора 7 і діодів 2, 3, 4, 5.
При першому підключенні до мережі з підвищеною напругою силовий тиристор 6 закритий, так як час заряду накопичувального конденсатора 11, а отже, і відкриття польового транзистора 7, багаторазово перевищує час спрацьовування порогового елемента 12, при цьому граничний елемент 12 розряджає конденсатор 11, і споживач 1 захищений від перенапруги.
При використанні даного пристрою досягається підвищена надійність і перевантажувальна здатність по напрузі, мінімальні втрати потужності на споживача (до 1% в дослідних зразках), захист від перенапруги при первісному включенні.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Пристрій для захисту споживача від перенапруг в мережах змінного струму, що містить пороговий елемент і підключений до нього виконавчий орган, що відрізняється тим, що виконавчий орган, який є одночасно захисним пристроєм, складається з діодного моста з силовим тиристором, в ланцюг управління якого включений польовий транзистор, стік якого з'єднаний з анодом тиристора, витік з керуючим електродом, а затвор цього транзистора через дільник напруги на резисторах підключений до випрямляча напруги на діоді з накопичувальним конденсатором і пороговим елементом, включеним паралельно між затвором транзистора і катодом тиристора.
Версія для друку
Дата публікації 25.11.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.